EPC/PC 管理模式在港口煤炭裝卸系統(tǒng)中的應(yīng)用

閆偉，楊照東

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066002）

0 引言

港口裝卸工藝和碼頭、堆場的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營，是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。港口裝卸工藝系統(tǒng)是港口物流系統(tǒng)和港口運(yùn)營的核心技術(shù)，碼頭的設(shè)計(jì)、建設(shè)、改造、資源整合等都是圍繞港口裝卸工藝進(jìn)行[1]，并具有專業(yè)化、大型化、高效化發(fā)展趨勢[2]。

EPC（Engineering Procurement Construction）模式是一種設(shè)計(jì)施工總承包全過程的承包模式，項(xiàng)目總承包商在約定的范圍內(nèi)完成設(shè)計(jì)、采購和施工。這種模式減少了建設(shè)單位的組織協(xié)調(diào)工作量，有利于控制工程造價(jià)，縮短建設(shè)周期。

國投湄洲灣煤炭碼頭一期工程的設(shè)計(jì)、采購、施工總承包（EPC）和二期起步工程的采購、施工總承包（PC）管理中，設(shè)計(jì)方和施工方組成團(tuán)隊(duì)，水工、土建和機(jī)電安裝等各專業(yè)密切合作，發(fā)揮總承包管理優(yōu)勢，保證工程順利進(jìn)行。

1 項(xiàng)目簡介

1.1 工程概況

國投湄洲灣煤炭碼頭工程位于莆田市南部忠門半島秀嶼區(qū)東埔鎮(zhèn)，是落實(shí)國家“北煤南運(yùn)”戰(zhàn)略的重大支撐項(xiàng)目，總體規(guī)劃為大型煤炭集配中心，設(shè)計(jì)煤炭卸船能力5 000萬t，煤炭裝船能力3 000萬t，項(xiàng)目一次規(guī)劃，分期實(shí)施。

在一期工程EPC管理和二期起步工程PC管理中，總承包單位認(rèn)真策劃，專業(yè)協(xié)作，合理實(shí)施，交付業(yè)主使用。建成后，國投湄洲灣煤炭碼頭具備1 500萬t/a卸船能力、490萬t/a裝船能力、后方130萬t堆存量大型堆場等配套設(shè)施，見圖1。

圖1 碼頭及堆場平面布置圖Fig.1 Quay and yard layout plan

1.2 裝卸系統(tǒng)

湄洲灣碼頭煤炭裝卸系統(tǒng)包括了煤炭卸船、裝船、向湄洲灣電廠供煤、鐵路裝車、汽車裝車等多個(gè)子系統(tǒng)，見表1。

表1 裝卸系統(tǒng)組成Table 1 Constitution of loading and unloading system

卸船系統(tǒng)、裝船系統(tǒng)單條皮帶機(jī)額定輸送能力3 600 t/h，向電廠供煤皮帶機(jī)系統(tǒng)額定輸送能力800 t/h，裝卸系統(tǒng)主要設(shè)備和相關(guān)設(shè)施的技術(shù)指標(biāo)見表2。裝卸系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場條件布置并預(yù)留一定的發(fā)展空間和拓展功能，堆場及碼頭系統(tǒng)工藝圖見圖2。

表2 裝卸系統(tǒng)主要設(shè)備（設(shè)施）技術(shù)指標(biāo)Table 2 Technical index of main equipments(facilities)of loading and unloading system

圖2 堆場及碼頭系統(tǒng)工藝圖Fig.2 Quay and yard system flow diagram

1.3 自然條件及水文條件

湄洲灣地處我國東南沿海，常年受熱帶氣旋影響。對于迎風(fēng)面積大的各系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)計(jì)階段須做好“防臺(tái)風(fēng)、防突風(fēng)、防風(fēng)暴潮、防雷擊”的設(shè)備防護(hù)功能和措施。

工程海域最大潮差達(dá)7.59 m，且常有風(fēng)暴潮產(chǎn)生，臺(tái)風(fēng)增減水幅度一般在-1.0～1.50 m之間。必須做好設(shè)備的電氣防護(hù)措施；設(shè)備安裝期間，要求場地地勢高，平整堅(jiān)實(shí)，排水通暢；采用整機(jī)上岸工藝的卸船機(jī)，必須考慮潮汐和水深對駁船的影響。

2 設(shè)計(jì)與采購

2.1 設(shè)計(jì)階段

EPC/PC管理模式，減少建設(shè)單位人員投入，快速籌建，縮短建設(shè)周期，及早投產(chǎn)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。對于設(shè)計(jì)和施工方，則承擔(dān)更多責(zé)任和義務(wù)[3]，必須確?！敖昏€匙”時(shí)達(dá)到預(yù)定的功能和效果。

實(shí)施EPC/PC管理模式時(shí)，設(shè)計(jì)和施工緊密結(jié)合，充分利用技術(shù)和管理優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與現(xiàn)場協(xié)調(diào)，保證項(xiàng)目的系統(tǒng)性、完善性、經(jīng)濟(jì)性。散貨裝卸系統(tǒng)由不同設(shè)備協(xié)調(diào)配合完成散貨的裝卸、運(yùn)輸、堆放，項(xiàng)目之初，首先調(diào)研了國內(nèi)港口設(shè)備使用情況，再通過方案分析比選，確定了堆、取料機(jī)分開布置的方式，保證系統(tǒng)流程合理，技術(shù)匹配。

港口散貨裝卸設(shè)備生產(chǎn)基本國產(chǎn)化，但由于功能復(fù)雜，構(gòu)配件繁多，專業(yè)性較強(qiáng)，作為工程項(xiàng)目的重要組成，需要做好各系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)籌管理，設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試都必須充分考慮設(shè)備的系統(tǒng)性與成套性[4]；碼頭和基礎(chǔ)設(shè)施的特點(diǎn)對系統(tǒng)設(shè)備安裝和使用也有較大影響，比如，要求整機(jī)上岸的碼頭設(shè)備，除現(xiàn)場條件允許外，還要考慮設(shè)備生產(chǎn)廠的碼頭裝船條件、運(yùn)輸船舶選擇、船期安排等。

為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理目標(biāo)，明確設(shè)備接口和邊界條件，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、總包方、使用、制造商等各方工作，及時(shí)處理技術(shù)問題，完善系統(tǒng)，安排召開系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，分A、B、C三階段進(jìn)行。

系統(tǒng)設(shè)備三階段設(shè)計(jì)會(huì)按采制樣系統(tǒng)、裝船機(jī)、卸船機(jī)、堆料機(jī)、取料機(jī)和皮帶機(jī)等分別召開，并組織供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)交底會(huì)和協(xié)調(diào)會(huì)。

2.2 系統(tǒng)優(yōu)化

2.2.1 皮帶機(jī)工藝改進(jìn)

BC12皮帶機(jī)為雙向供料，并預(yù)留了為遠(yuǎn)期增設(shè)調(diào)配煤裝置的2條皮帶機(jī)供料功能，因此在T32轉(zhuǎn)接塔內(nèi)，BC12皮帶機(jī)需向5個(gè)工位供料。原設(shè)計(jì)采用了通過皮帶機(jī)溜槽三通、中間皮帶機(jī)等分流方式，轉(zhuǎn)接塔設(shè)中間皮帶機(jī)工作層，煤流落差大，工藝復(fù)雜。經(jīng)分析和論證，將T32轉(zhuǎn)接塔內(nèi)BC12皮帶機(jī)尾部改為電動(dòng)伸縮頭，可為5個(gè)工位的皮帶機(jī)直接供料，不再需要中間皮帶機(jī)。通過改進(jìn)，提高了工藝流程切換的靈活性，減少物料提升高度，有利于節(jié)能[5]；降低落料點(diǎn)高度，減少揚(yáng)塵。見圖3。

圖3 皮帶機(jī)伸縮頭主要結(jié)構(gòu)和工藝圖Fig.3 Main constitution of belt conveyor adjustable head and flow diagram

2.2.2 廊道和裝船機(jī)改進(jìn)

碼頭廊道施工和皮帶機(jī)安裝作業(yè)位于裝船機(jī)下方，作業(yè)面狹窄，為保證施工整體連續(xù)性，提高該部位作業(yè)效率，將碼頭廊道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)改為鋼結(jié)構(gòu)，加快了施工速度。

裝船機(jī)溜筒內(nèi)壁原為耐磨襯板，改為整體耐磨不銹鋼，減少維修更換頻率，方便檢修，避免耐磨襯板脫離。

裝船機(jī)溜筒工作照明采用具有壽命長、耗電少、透霧能力強(qiáng)的高壓鈉燈，在粉塵密集時(shí)便于觀察裝船情況。

裝船機(jī)溜筒出料口處噴淋系統(tǒng)增加噴頭，提高抑塵能力，達(dá)到環(huán)保效果。

碼頭端部設(shè)置裝船機(jī)溜筒檢修支架和平臺(tái)，方便溜筒檢修，減少高空墜落風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 與土建協(xié)調(diào)配合

妥善處理港口裝卸系統(tǒng)設(shè)備各專業(yè)的接口和銜接工作，做好系統(tǒng)設(shè)備與相關(guān)土建工程的協(xié)調(diào)和配合工作。

明確責(zé)任，相互溝通協(xié)助，做好碼頭和堆場供電、通信、控制、給水、消防、環(huán)保等專業(yè)的安裝工程管理。機(jī)電安裝技術(shù)人員與土建技術(shù)人員相結(jié)合，加強(qiáng)專業(yè)之間接口管理，確保構(gòu)配件進(jìn)場時(shí)間滿足施工進(jìn)度；專業(yè)技術(shù)人員跟蹤工程進(jìn)度，確保軌道、錨錠、預(yù)埋件、預(yù)埋管線、預(yù)留孔洞安裝正確，避免遺漏。

2.4 制造過程監(jiān)造

制定各設(shè)備的監(jiān)造計(jì)劃，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，控制港口裝卸設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝進(jìn)度，適應(yīng)工程總體安排。

確定監(jiān)造重點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改，溝通協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)和制造廠之間的技術(shù)工作。

2.5 配套件選擇

設(shè)備制造質(zhì)量是由零部件質(zhì)量、組裝裝配質(zhì)量和安裝質(zhì)量決定的。煤炭裝卸系統(tǒng)設(shè)備品種繁多，不同品牌的設(shè)備組合，必須保證良好的兼容性。本項(xiàng)目分期實(shí)施，要關(guān)注不同階段實(shí)施的系統(tǒng)間的兼容性。如通訊系統(tǒng)中不同品牌設(shè)備的信號輸入輸出兼容性差，不同電氣柜體進(jìn)出線口的布置不統(tǒng)一，都會(huì)給現(xiàn)場安裝、使用和維護(hù)帶來不便，在設(shè)計(jì)初期就需要關(guān)注和考慮。

3 主要設(shè)備安裝

3.1 卸船機(jī)

卸船機(jī)安裝可采用散件運(yùn)輸現(xiàn)場拼裝工藝，也可采用整機(jī)運(yùn)輸，起重船整機(jī)吊裝或整機(jī)滾裝上岸工藝[6]。本工程碼頭面狹小，并且碼頭引橋長1 076.4 m，引橋路面面層正在施工，處于施工關(guān)鍵線路上；還有皮帶機(jī)、電氣安裝工程在引橋上同時(shí)進(jìn)行，選擇采用卸船機(jī)整機(jī)滾裝上岸工藝解決了交通和場地緊張問題。

卸船機(jī)在制造廠內(nèi)散件組裝，電氣設(shè)備、柜體、線路安裝完畢并調(diào)試，完成涂裝后，4臺(tái)卸船機(jī)整體裝船，海運(yùn)至卸船碼頭，采取旋轉(zhuǎn)中平衡梁90°，逐臺(tái)滾裝上岸。

滾裝卸船上岸過程中，由2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)配備滑輪組牽引，另設(shè)2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)控制滾裝過程滑移速度并起制動(dòng)保護(hù)作用。

3.2 裝船機(jī)

3 600 t/h裝船機(jī)，在工廠內(nèi)加工、組裝，海運(yùn)至現(xiàn)場裝船碼頭，現(xiàn)場組拼安裝和調(diào)試。

構(gòu)件運(yùn)輸前，落實(shí)現(xiàn)場條件。檢查核對設(shè)錨碇位置，預(yù)留碼頭面85 m長度的安裝場地，落實(shí)供電電源、吊裝船舶、起重機(jī)等設(shè)備。

測量記錄安裝段軌道面的軌道平行度、軌道頂面水平度、兩軌同斷面高低差。

主體部分以行走臺(tái)車、門座架、回轉(zhuǎn)架、塔架、配重架、懸臂、拉桿、機(jī)房、溜筒的次序安裝。尾車以行走臺(tái)車、門架、尾車皮帶機(jī)、電氣室、消防和環(huán)保系統(tǒng)的次序安裝。

裝船機(jī)主體安裝完成后，再進(jìn)行該部位碼頭鋼結(jié)構(gòu)廊道施工和皮帶機(jī)安裝調(diào)試。

3.3 斗輪取料機(jī)與堆料機(jī)

斗輪取料機(jī)與堆料機(jī)主體結(jié)構(gòu)在車間加工制造，組拼成適合運(yùn)輸?shù)膯卧w，運(yùn)輸至安裝堆場的軌道兩側(cè)。根據(jù)安裝工藝流程、部件先后次序、大小、長短、輕重，制定安裝場地的平面布置。

安裝前應(yīng)檢查軌道安裝精度，并且在整個(gè)安裝調(diào)試周期內(nèi)也要定期監(jiān)測軌道沉降。

現(xiàn)場安裝采用構(gòu)件散拼就地組裝、分塊吊裝工藝，由下至上、由機(jī)械到電氣控制的安裝流程。安裝過程中嚴(yán)格控制安裝精度，避免累計(jì)誤差導(dǎo)致設(shè)備整體精度下降。

3.4 皮帶機(jī)

結(jié)合土建和廊道進(jìn)度，對皮帶機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)測，標(biāo)出轉(zhuǎn)接塔內(nèi)各設(shè)備及皮帶機(jī)的中心線。

皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)安裝包括棧橋、桁架、頭架、尾架、拉緊臺(tái)架、中間架支腿、中間架、縱梁等。零部件在工廠內(nèi)加工和組拼、焊接，在現(xiàn)場螺栓連接和焊接連接成整體。

皮帶機(jī)安裝除按施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求外，注重對噪聲、振動(dòng)和皮帶跑偏等方面的控制。皮帶機(jī)上托輥在軸線水平方向偏差對皮帶跑偏影響很大，各相鄰?fù)休侀g的高差是皮帶機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的原因之一，也影響托輥使用壽命。托輥的安裝精度由皮帶機(jī)上托輥架決定，施工中，把中間架槽鋼上平面的位置和標(biāo)高作為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)、偶合器、減速器、制動(dòng)器和底座在車間裝配成一體并調(diào)試，現(xiàn)場吊裝就位。彈性柱銷齒式聯(lián)軸器是連接驅(qū)動(dòng)裝置和滾筒的關(guān)鍵部件，直接影響設(shè)備使用狀況，主要控制其回轉(zhuǎn)軸線同心度和角偏差。

轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的伸縮頭體積和重量較大，構(gòu)配件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件吊裝空間受限。車體在工廠分2段制作，并試拼裝，分段運(yùn)輸安裝。將車體漏斗與車體螺栓連接固定，并安裝密封裝置。

皮帶機(jī)附屬設(shè)施包括吊掛托輥梁、吊掛托輥架、托輥組、改向滾筒、夾軌器、導(dǎo)向裝置、防翻裝置等，按由里到外的次序，先安裝空間狹窄部位和封閉部位的構(gòu)件，依次緊固螺栓。

驅(qū)動(dòng)裝置與行走車之間采用齒輪齒條傳動(dòng)，安裝時(shí)要確保整個(gè)行程中嚙合良好。

3.5 采制樣系統(tǒng)

采制樣系統(tǒng)采用“二級破碎、二級縮分、全自動(dòng)包裝”的設(shè)計(jì)，工藝處于國內(nèi)先進(jìn)水平，自動(dòng)化程度較高[7]。采樣工藝圖見圖4。

圖4 采樣工藝圖Fig.4 Sampling flow diagram

采制樣間位于煤炭輸送皮帶機(jī)廊道下方，設(shè)備位于主體鋼結(jié)構(gòu)框架之內(nèi)。各設(shè)備由低到高的次序安裝就位，依次為：

1）地面機(jī)械設(shè)備（皮帶運(yùn)輸機(jī)、全自動(dòng)包裝機(jī)、空壓機(jī)）安裝；

2）二層平臺(tái)設(shè)備（三級皮帶機(jī)、二級縮分器、應(yīng)急三通）安裝；

3）三層平臺(tái)機(jī)械設(shè)備（一級縮分器、二級給料機(jī)、破碎機(jī)）安裝；

4）四層平臺(tái)機(jī)械設(shè)備（破碎機(jī)、初級皮帶機(jī)、除鐵器）安裝、落料槽安裝。

采樣頭、斗式提升機(jī)相對獨(dú)立，安裝時(shí)注意保證各接口連接平順。

機(jī)械設(shè)備安裝就位后，安裝電氣、控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防控制和監(jiān)控設(shè)備。

3.6 皮帶秤

皮帶秤為電子式、自動(dòng)及連續(xù)型的皮帶稱重設(shè)備，具有一整套支撐結(jié)構(gòu)和稱重平臺(tái)，同時(shí)還對物料流進(jìn)行測量、計(jì)算、記錄、顯示、信號發(fā)送。裝船碼頭皮帶秤配置機(jī)械式循環(huán)鏈碼校驗(yàn)裝置，標(biāo)定點(diǎn)為額定荷載的20%、50%和80%。

4 系統(tǒng)調(diào)試與試運(yùn)轉(zhuǎn)

試運(yùn)轉(zhuǎn)分為單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、系統(tǒng)無負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)和系統(tǒng)重載試運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)階段。

本工程煤炭裝卸系統(tǒng)經(jīng)過各個(gè)階段試運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足規(guī)范規(guī)定；供電、通信、控制、給排水、消防、環(huán)保等系統(tǒng)通過專業(yè)驗(yàn)收，具備運(yùn)營條件。

5 結(jié)語

EPC/PC管理模式中，總承包單位要重視項(xiàng)目前期調(diào)研和策劃，關(guān)注用戶，充分了解現(xiàn)場人文環(huán)境、自然環(huán)境和氣象條件，預(yù)見運(yùn)營中可能存在問題，完善方案；設(shè)計(jì)和施工緊密結(jié)合，利用團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢和經(jīng)驗(yàn)，注重細(xì)節(jié)，合理安排，加強(qiáng)工程前期控制，優(yōu)化系統(tǒng)性能。

通過項(xiàng)目實(shí)施，帶動(dòng)項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)備管理水平的提高，為今后拓展市場、實(shí)施散貨裝卸系統(tǒng)項(xiàng)目管理提供了經(jīng)驗(yàn)。